通过浸没通过微生物诱导的钙化物沉淀（MICP）改善沙土

该协议中演示的浸入方法可帮助研究人员通过不同的模具去除未经中断的 MICP 处理土壤样品进行机械测试。该技术有助于 MICP 处理土壤样本获得更均匀的碳酸钙沉淀。这些 MICP 处理的土壤样品也通过这种方法获得更好的机械性能。

这项技术最重要的方面是确保细菌的活性足以使MICP过程避免耗时和材料浪费。对于首次选择这种技术的研究人员来说，为不同的应用设计合适的模具被认为是另一个重要方面。首先，将0.1毫升的细菌悬浮液转移到充满10毫升新鲜生长介质的离心管中。

通过反转混合，然后松开管盖，以保持有氧条件。准备六管细菌悬浮液与生长介质和一个控制管与10毫升的新鲜生长介质单独。在200 RPM和30摄氏度的摇床中孵育所有管子48至72小时。

如果生长介质在48小时后变得浑浊，则停止孵育。用细菌和生长介质将管子以4000倍g离心20分钟。取出上流水线，用25毫升的新鲜生长介质代替，使用涡流机混合。

然后，为了增强细菌的培养，将0.25毫升悬浮液从管子转移到新管中，用25毫升的生长培养中培养接种。在200 RPM和30摄氏度的摇床中孵育所有管子48小时。用细菌和生长介质将管子以4000倍g离心20分钟。

拆下上流水器，用新鲜生长介质代替，并使用涡流机很好地混合。在分光光度计上测量悬浮液在 600 纳米的光学密度。使用新鲜生长介质调整细菌浓度，使其消耗性为 0.6 的 OD600。

通过空气吹水法将约 140 克干渥太华砂与 99.7% 的绳索加入模具中，以达到中位密度，相对密度在 42 至 55% 之间，砂干密度在 1.58 至 1.64 克/立方厘米范围内。在样品上盖上盖子，然后缝制。将细菌溶液通过可渗透的土工用膜倒入样品中。

当在土壤样品底部观察到流动的细菌溶液时，它们被认为是饱和的。接下来，将样品放在架子上。将整个架子浸入一个装满凝固介质的批次反应器中。

打开空气供应并调整空气输出，以保持 100% 空气饱和度。等待七天的 MICP 反应。从反应器中拿出样品。

使用刀切割全接触柔性模具。然后，用水清洗样品，去除孔隙空间中的残留溶液。将样品放入105摄氏度的烤箱中48小时，直到其重量保持不变。

对于合成纤维，用手以小增量混合2.7克纤维和900克干砂，以获得纤维含量为0.3%的均匀混合物。对于天然棕榈纤维，准备四部分沙子，每个部分190克。准备三层纤维，每层约1.8克。

每隔一段时间在刚性全接触模具中加入砂的四个部分和三层纤维。接下来，重复MICP治疗，如以前一样。在此协议中，在整个 MICP 处理的样品中观察到沉淀的碳酸钙。

MICP 处理的样品分为三个不同的区域。通过浸入法处理的MICP处理样品的碳酸钙含量在9.0至9.5%之间，表明沉淀的碳酸钙在整个土壤样品中均匀分布。用三层棕榈纤维和未强化生物砖加固的生物砖应力应变曲线显示，未强化生物砖的柔性强度为1，150千帕，而增强生物砖的弯曲强度为980千帕。

通过添加棕榈纤维，弯曲应变显著改善。在 MICP 过程之前确保细菌溶液的活性非常重要。如果没有，那么在实验中能否成功还不确定。

一旦实验失败，这应该是浪费时间和材料。按照此过程，可以通过 MICP 技术为不同的实验目的设计不同的模具。这些模具可以模拟MICP对不同结构或不同材料的影响。